CN2283228Y - 外螺纹参数非接触自动测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种外螺纹参数非接触自动测量装置,其通过光源发出的扫描光束对钢管螺纹部分进行扫描,信号转换装置的CCD光敏件及其驱动模块,将扫描信号送入计算机处理装置,经高速计算、处理的检测结果可迅速显示、打印出。本实用新型克服了人工检测螺纹参数所带来的诸多缺点,其检测速度快、效率高、范围宽、且检测准确、可靠,尤适应于加工钢管螺纹的生产线中。
Description
本实用新型涉及一种外螺纹参数非接触自动测量装置，主要用于石油套管的外螺纹及各种需要在线非接触、高精度测量外螺纹各项参数的自动测量。
在石油化学工业中，由于对钢管螺纹连接部位的要求非常高，所以要求对钢管螺纹的齿高、中径、锥度等参数进行精密的测量，以便准确判断产品是否合格及使用性能的优劣。现有的检测方法完全依靠人工，即采于卡规、校对块等工具进行人工测量、记录。由于人工测量程序多、速度慢，在螺纹加工的生产线上，其只能对产品的部分参数进行抽检、不仅效率低，可靠性差、很难得到精确、可靠的结果，且易造成产品的漏检及误检。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种效率高，检测范围宽，检测准确，可靠性高的外螺纹参数非接触自动测量装置。
本实用新型的目的可通过以下措施来达到：
一种外螺纹参数非接触自动测量装置，包括计算机处理装置14，其特殊之处在于，它还包括光源20和信号转换装置13及驱动其移动的采集运动装置；所述光源20包括发光体1和由凹、凸透镜2、3组成的扩光束透镜组；所述信号转换装置13包括设于光源20对侧接收其扫描光束4的CCD光敏件6和10，及CCD光敏件6、10的驱动模块7；所述采集运动装置包括与步进电机15相连接的丝杠18及接于丝杠18另一端、设置光源20和信号转换装置13的拖板19，所述拖板19设于与之滑动配合的扫描导轨17上；所述扫描导轨17的一端设有设置钢管5及传感器21的支架11，所述步进电机15、传感器21及CCD驱动模块7通过传输线与计算机处理装置14连接。
本实用新型的信号转换装置13可包括调节两CCD光敏件6、10间距离的旋钮8。
本实用新型的信号转换装置13还可包括设于两CCD光敏件6、10侧面的标尺9。
本实用新型的光源20可包括调整其扫描光束4与所述CCD光敏件6、10间夹角的旋钮16。
附图图面说明如下：
图1为本实用新型光源的结构示意图。
图2为本实用新型信号转换装置的结构示意图。
图3为本实用新型的整体结构示意图。
下面将结合附图对本实用新型作进一步详述：
本实用新型安装于钢管螺纹加工的生产线上，采用垂直光扫描方式对钢管螺纹部分进行扫描，通过计算机对螺纹各项参数进行自动在线非接触提取，并进行高速、准确的计算、处理，最后显示、打印出测量结果。本实用新型主要由光源20、信号转换装置13、采集运动装置和计算机处理装置14构成。参见图1，本实用新型光源20包括发光体1，其可采用He-Ne激光器，由发光体1发出的光束经凹透镜2、凸透镜3组成的透镜组扩束后，形成宽度大于钢管外径的平行扫描光束4。参见图2，信号转换装置13包括接收光源20的扫描光束4的两个CCD光敏元件6、10及其驱动模块7，CCD光敏件6和10设于光源20对侧，使用时，若所测钢管的型号不同、则首先根据所测钢管的型号，从使用说明中查取对应的L值，调节旋钮8，使两CCD光敏元件6、10间的距离为L，L值可采用标尺9测量。参见图3、使用本实用新型进行检测时，先调整信号转换装置13，再通过旋钮16调整扫描光束4与CCD光敏件6、10间的夹角，调整标准是在没有背景光的情况下，CCD光敏件6和CCD光敏件10上均有信号。当钢管5放在支架11上后，通过设于支架11上的传感器21给计算机处理装置14一启动信号，使之向采集运动装置中的步进电机15发出步进脉冲，步进电机15通过与之相连的滚珠丝杠18，带动设置光源20和信号转换装置13的拖板19一起向钢管5方向运动，当CCD光敏件6和CCD光敏件10上第一次出现不同信号时，计算机处理装置14启动其数据采集系统采集数据。数据采集步骤是；钢管5的外螺纹部分12经宽度大于钢管5直径的扫描光束4垂直照射后，其实体部分将光束反射回，在其对侧的CCD光敏件6、10上分别产生清晰的阴影，这部分CCD光敏件6、10上将没有光信号；而宽度大于钢管5直径的光束4将继续照射在CCD光敏件6、10上，使这部分CCD光敏件上有光信号。这两种不同的信号经CCD光敏件6、10转换为电信号，由CCD驱动模块7驱动输出，由计算机处理装置14的数据采集系统，进行采集、处理。计算机处理装置14首先将采集到的信号进行二值化处理。由此可准确判定出信号的边界，得到阴影的像元个数，再乘以像元尺寸，从而得到阴影像的大小。两块CCD光敏件6、10上所得阴影尺寸L1、L2，加上两块CCD光敏件6、10间的距离L值，即为该处钢管螺纹部分的直径。当采集运动装置驱动光源20、信号转换装置13运动至下一确定位置后，重复上述过程，得到该处钢管的直径尺寸，对不同部位即螺纹峰、螺纹谷、各螺纹牙在峰和谷之间的两个三等分点等处采集信号，所得直径尺寸经计算机处理装置14计算、处理后，则可得到螺纹的其它各项参数。本实用新型的CCD光敏件可采用线阵CCD，如TCD141C，也可采用面阵CCD。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
1、可高速逐根、逐项地对钢管螺纹参数进行精确测量。
2、检测精密度高。其综合精度可达0.002mm。
3、检测速度快。例如，φ340、牙数为80的套管螺纹，从开始检测到打印结果，仅需40S，该时间小于生产线加工该种钢管螺纹的时间，因而对生产线的流水作业无影响。
4、检测范围宽。可检测φ10～φ500(mm)的各种牙形外螺纹。
5、检测准确度及可靠性高、抗干扰性强，无随机性，不会出现漏检、误检。
6、结构简单，成本低，自动化程度高，操作简便。
Claims (4)
1、一种外螺纹参数非接触自动测量装置、包括计算机处理装置(14)、其特征在于：它还包括光源(20)和信号转换装置(13)及驱动其移动的采集运动装置；所述光源(20)包括发光体(1)和由凹、凸透镜(2)、(3)组成的扩光束透镜组；所述信号转换装置(13)包括设于光源(20)对侧接收其扫描光束(4)的CCD光敏件(6)和(10)，及CCD光敏件(6)、(10)的驱动模块(7)；所述采集运动装置包括与步进电机(15)相连接的丝杠(18)及接于丝杠(18)另一端、设置光源(20)和信号转换装置(13)的拖板(19)，所述拖板(19)设于与之滑动配合的扫描导轨(17)上；所述扫描导轨(17)的一端设有设置钢管(5)及传感器(21)的支架(11)，所述步进电机(15)、传感器(21)及CCD驱动模块(7)均通过传输线与计算机处理装置(14)连接。
2、如权利要求1所述的外螺纹参数非接触自动测量装置，其特征在于：所述信号转换装置(13)包括调节两CCD光敏件(6)、(10)间距离的旋钮(8)。
3、如权利要求2所述的外螺纹参数非接触自动测量装置，其特征在于：所述信号转换装置(13)包括设于两CCD光敏件(6)、(10)侧面的标尺(9)。
4、如权利要求1或2所述的外螺纹参数非接触自动测量装置，其特征在于：所述光源(20)包括调整其扫描光束(4)与所述CCD光敏件(6)、(10)间夹角的旋钮(16)。
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- 1997-03-28 CN CN 97239415 patent/CN2283228Y/zh not_active Expired - Fee Related
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